DE102018211639A1 - Device and method for producing particles - Google Patents

Device and method for producing particles Download PDF

Info

Publication number
DE102018211639A1
DE102018211639A1 DE102018211639.3A DE102018211639A DE102018211639A1 DE 102018211639 A1 DE102018211639 A1 DE 102018211639A1 DE 102018211639 A DE102018211639 A DE 102018211639A DE 102018211639 A1 DE102018211639 A1 DE 102018211639A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
filter
particles
hot gas
hgs
flow
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE102018211639.3A
Other languages
German (de)
Inventor
Marcus Linz
Christian Klaus
Holger Renft
Harald Litzke
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ibu Tec Advanced Materials AG
Original Assignee
Ibu Tec Advanced Materials AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ibu Tec Advanced Materials AG filed Critical Ibu Tec Advanced Materials AG
Priority to DE102018211639.3A priority Critical patent/DE102018211639A1/en
Publication of DE102018211639A1 publication Critical patent/DE102018211639A1/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J19/00Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J19/24Stationary reactors without moving elements inside
    • B01J19/241Stationary reactors without moving elements inside of the pulsating type
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J19/00Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J19/24Stationary reactors without moving elements inside
    • B01J19/2415Tubular reactors
    • B01J19/2425Tubular reactors in parallel
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J6/00Heat treatments such as Calcining; Fusing ; Pyrolysis
    • B01J6/001Calcining
    • B01J6/004Calcining using hot gas streams in which the material is moved
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J8/00Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
    • B01J8/16Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with particles being subjected to vibrations or pulsations
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B13/00Oxygen; Ozone; Oxides or hydroxides in general
    • C01B13/14Methods for preparing oxides or hydroxides in general
    • C01B13/34Methods for preparing oxides or hydroxides in general by oxidation or hydrolysis of sprayed or atomised solutions
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2208/00Processes carried out in the presence of solid particles; Reactors therefor
    • B01J2208/00008Controlling the process
    • B01J2208/00017Controlling the temperature
    • B01J2208/00504Controlling the temperature by means of a burner
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2208/00Processes carried out in the presence of solid particles; Reactors therefor
    • B01J2208/00008Controlling the process
    • B01J2208/00548Flow
    • B01J2208/00566Pulsated flow

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung (PR) zur Herstellung von Partikeln (P), insbesondere von feinteiligen, wie nanoskaligen oder nanokristallinen Partikeln (P), beispielsweise mit einer mittleren Partikelgröße von 10 nm bis wenige Millimeter, aus mindestens einem Rohstoffmaterial (RM),- mit mindestens einem Brenner (1) und eine sich an den Brenner (1) anschließende Brennkammer (2) zur Erzeugung eines pulsierenden Heißgasstroms (HGS),- mit einem einer Materialaufgabe nachgeschalteten Reaktionsraumabschnitt (5) und- mit einer dem Reaktionsraumschnitt (5) zumindest mittelbar nachgeschalteten Abscheidevorrichtung (7) zur Abscheidung gebildeter Partikel (P) aus dem Heißgasstrom (HGS),- wobei die Abscheidevorrichtung (7) eine Filteranordnung (8) umfasst, deren Filterfläche variabel einstellbar ist.Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Herstellung von Partikeln (P).The invention relates to a device (PR) for producing particles (P), in particular fine particles such as nanoscale or nanocrystalline particles (P), for example with an average particle size of 10 nm to a few millimeters, from at least one raw material (RM). with at least one burner (1) and a combustion chamber (2) adjoining the burner (1) for generating a pulsating hot gas flow (HGS), - with a reaction chamber section (5) downstream of a material feed and - with at least one reaction chamber section (5) Indirectly downstream separation device (7) for separating formed particles (P) from the hot gas stream (HGS), - the separation device (7) comprising a filter arrangement (8), the filter area of which can be variably adjusted. The invention further relates to a method for producing particles (P).

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Herstellung von Partikeln, insbesondere von feinteiligen Partikeln, wie nanoskaligen oder nanokristallinen Partikeln.The invention relates to a device for producing particles, in particular fine-particle particles, such as nanoscale or nanocrystalline particles.

Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Herstellung von Partikeln, insbesondere von feinteiligen Partikeln, wie nanoskaligen oder nanokristallinen Partikeln.The invention further relates to a process for the production of particles, in particular of finely divided particles, such as nanoscale or nanocrystalline particles.

Solche Partikel weisen typischerweise eine mittlere Korngröße von 10 nm bis wenige Millimeter auf.Such particles typically have an average grain size of 10 nm to a few millimeters.

Atome oder Moleküle, die Teil einer Oberfläche sind, haben andere elektronische und chemische Eigenschaften als ihre Atome oder Moleküle im Materialinneren. Je kleiner ein Partikel ist, desto höher ist sein Anteil an Oberflächenatomen. Entsprechend können sehr feinteilige Materialien, besonders Nanopartikel, ganz andere mechanische, elektronische, chemische oder optische Eigenschaften haben als chemisch - mineralogisch identische größere Partikel und machen sie deshalb für spezifische Anwendungen besonders interessant.Atoms or molecules that are part of a surface have different electronic and chemical properties than their atoms or molecules inside the material. The smaller a particle is, the higher its proportion of surface atoms. Correspondingly, very fine-particle materials, particularly nanoparticles, can have completely different mechanical, electronic, chemical or optical properties than chemically and mineralogically identical larger particles and therefore make them particularly interesting for specific applications.

Zur Herstellung von feinteiligen Pulvern haben sich im Wesentlichen die folgenden Herstellungsverfahren etabliert; chemische Herstellung in Lösungen (z. B. Sol-Gel-Methode), Herstellung im Plasma oder Herstellung aus der Gasphase (Aerosolprozess). Je nach Einsatzgebiet der Nanoteilchen ist meist eine genau definierte und enge Partikelgrößenverteilung erforderlich. Abhängig von der chemischen Natur der gewünschten Nanoteilchen eignet sich das eine oder andere Verfahren besser, um ein gutes Ergebnis zu erreichen. Meist liefern Verfahren in Lösung oder Verfahren der Selbstorganisierung die besten Ergebnisse, sind aber großtechnisch nur schwer oder gar nicht durchführbar.The following manufacturing processes have essentially been established for the production of fine-particle powders; chemical production in solutions (e.g. sol-gel method), production in plasma or production from the gas phase (aerosol process). Depending on the area of application of the nanoparticles, a precisely defined and narrow particle size distribution is usually required. Depending on the chemical nature of the desired nanoparticles, one or the other method is more suitable to achieve a good result. In most cases, processes in solution or processes of self-organization provide the best results, but are difficult or not feasible on an industrial scale.

Aus der WO 02/072471 A2 bzw. aus der DE 10 2004 044 266 A1 sind Pulsationsreaktoren zur Herstellung feinteiliger Pulver bekannt.From the WO 02/072471 A2 or from the DE 10 2004 044 266 A1 pulsation reactors for the production of finely divided powders are known.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine verbesserte Vorrichtung und ein verbessertes Verfahren zur Herstellung von Partikeln, insbesondere von feinteiligen, beispielsweise nanoskaligen oder nanokristallinen Partikeln, anzugeben.The invention is based on the object of specifying an improved device and an improved method for producing particles, in particular of finely divided, for example nanoscale or nanocrystalline, particles.

Hinsichtlich der Vorrichtung wird die Aufgabe erfindungsgemäß durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale und hinsichtlich des Verfahrens durch die im Anspruch 9 angegebenen Merkmale gelöst.With regard to the device, the object is achieved according to the invention by the features specified in claim 1 and with respect to the method by the features specified in claim 9.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.Advantageous embodiments of the invention are the subject of the dependent claims.

Die Vorrichtung zur Herstellung von Partikeln, insbesondere von feinteiligen, wie nanoskaligen oder nanokristallinen Partikeln, beispielsweise mit einer mittleren Partikel größe von 10 nm bis wenige Millimeter, aus mindestens einem Rohstoffmaterial umfasst mindestens einen Brenner und eine sich an den Brenner anschließende Brennkammer zur Erzeugung eines pulsierenden Heißgasstroms. Weiterhin umfasst die Vorrichtung einen einer Materialaufgabe zur Aufgabe des Rohstoffmaterials nachgeschalteten Reaktionsraumabschnitt, beispielsweise ein Resonanzrohr, und eine dem Reaktionsraumabschnitt zumindest mittelbar, beispielsweise über eine Ausgangsleitung, nachgeschaltete Abscheidevorrichtung zur Abscheidung gebildeter Partikel aus dem Heißgasstrom, wobei die Abscheidevorrichtung eine Filteranordnung umfasst, deren Filterfläche variabel einstellbar ist.The device for producing particles, in particular of finely divided, such as nanoscale or nanocrystalline particles, for example with an average particle size of 10 nm to a few millimeters, from at least one raw material comprises at least one burner and a combustion chamber adjoining the burner for generating a pulsating hot gas stream. Furthermore, the device comprises a reaction chamber section, for example a resonance tube, downstream of a material task for the feed of the raw material and a separator device, at least indirectly, downstream of the reaction chamber section, for example via an outlet line, for separating particles formed from the hot gas stream, the separating device comprising a filter arrangement, the filter area of which is variable is adjustable.

Mittels der Vorrichtung ist eine Anpassung der Filterfläche, an welcher sich die gefertigten Partikel abscheiden, und somit eine Anpassung der Abscheidung der Partikel an eine Belegung und/oder ein Volumen des Heißgasstroms möglich. Unter einer Belegung wird dabei vorliegend eine Schicht aus Partikeln verstanden, welche sich auf einem Filtermedium sammelt, bevor sie durch ausreichendes Eigengewicht und einen Druckluftstoß vom Filtermedium in einen Sammelbehälter abfällt.By means of the device it is possible to adapt the filter surface on which the manufactured particles separate, and thus to adapt the separation of the particles to an occupancy and / or a volume of the hot gas flow. In the present case, an occupancy is understood to mean a layer of particles which collects on a filter medium before it falls off from the filter medium into a collecting container due to its own weight and a blast of compressed air.

Mit der Vorrichtung ist es beispielsweise möglich, bei geringer Beladung und/oder geringem Volumenstrom eine relativ geringe Filterfläche einzustellen und somit weniger Materialverluste durch eine Mindestbelegung zu generieren. Hierdurch kann eine Menge an abgeschiedenen Partikeln je Filterfläche groß gehalten werden, so dass nach einer ersten Belegung, insbesondere unter Nutzung der Schwerkraft, besonders schnell Partikel aus der Abscheidevorrichtung ausgetragen werden können. Weiterhin kann eine beispielsweise in der Abscheidevorrichtung zur Unterstützung der Austragung der Partikel verwendete Menge an Gas, beispielsweise an Luft, klein gehalten werden und somit die Abscheidevorrichtung kostengünstig ausführt werden.With the device it is possible, for example, to set a relatively small filter area with a low loading and / or low volume flow and thus to generate less material losses through a minimum occupancy. As a result, a large number of separated particles per filter area can be kept large, so that particles can be discharged from the separating device particularly quickly after a first loading, in particular using gravity. Furthermore, an amount of gas, for example air, used for example in the separator to support the discharge of the particles can be kept small, and the separator can thus be designed inexpensively.

Bei hoher Beladung und/oder hohem Volumenstrom kann dagegen eine relativ große Filterfläche eingestellt werden, so dass eine hohe Austragungsmenge der Partikel realisierbar ist, ohne dass ein Differenzdruck über den Filter in prozessunzulässigem Maße steigt.With a high load and / or high volume flow, on the other hand, a relatively large filter area can be set, so that a high discharge quantity of the particles can be achieved without a differential pressure across the filter increasing to an extent that is not permissible for the process.

Unter nanoskaligen Partikeln, die in der zuvor beschriebenen Vorrichtung hergestellt werden, werden insbesondere Partikel im Nanobereich gemäß DIN SPEC 1121 (DIN ISO/TS 27687) verstanden, die beispielsweise Korn- oder Partikelgrößen im Bereich von 10 nm bis 120 nm, insbesondere im Bereich von 20 nm bis 100 nm, beispielsweise von 40 nm bis 80 nm aufweisen. Unter nanokristallinen Partikeln, die in der zuvor beschriebenen Vorrichtung hergestellt werden, werden insbesondere Partikel verstanden, deren Korn aus mehreren kleinen Kristallen gebildet ist und eine Korn- oder Partikelgröße von wenigen Millimetern, insbesondere von kleiner 8 mm, insbesondere kleiner 5 mm oder 3 mm, aufweisen. Auch können unter feinteiligen Partikeln nanokristalline Partikel mit einer Partikelgröße von < 20 µm verstanden werden. Darüber hinaus kann verstanden werden, dass Nanopartikel, insbesondere so genannte nanoskalige Partikel, auf Partikel größen im Nanobereich bezogen sind, wobei nanokristalline Partikel eine im Vergleich größere Partikelgröße aufweisen können. Die nanokristallinen Partikel kennzeichnen sich durch beispielsweise eine polykristalline Struktur, bei welcher die Kristalle Größenanordnungen im Nanobereich aufweisen können. Diese Stoffe können ebenso differenzierte Eigenschaften aufweisen. Insbesondere sind beide Partikelarten abhängig vom Eingangsmaterial erzeugbar.Nanoscale particles that are produced in the device described above include, in particular, particles in the nano range according to DIN SPEC 1121 (DIN ISO / TS 27687 ) understood the for example, have grain or particle sizes in the range from 10 nm to 120 nm, in particular in the range from 20 nm to 100 nm, for example from 40 nm to 80 nm. Nanocrystalline particles that are produced in the device described above are understood to mean, in particular, particles whose grain is formed from several small crystals and a grain or particle size of a few millimeters, in particular less than 8 mm, in particular less than 5 mm or 3 mm, exhibit. Finely divided particles can also be understood to mean nanocrystalline particles with a particle size of <20 μm. Furthermore, it can be understood that nanoparticles, in particular so-called nanoscale particles, are related to particle sizes in the nano range, whereby nanocrystalline particles can have a larger particle size in comparison. The nanocrystalline particles are characterized, for example, by a polycrystalline structure in which the crystals can have size arrangements in the nano range. These substances can also have differentiated properties. In particular, both types of particles can be generated depending on the input material.

Das Rohstoffmaterial wird insbesondere als Feststoff, beispielsweise als imprägnierter Feststoff, aufgegeben. Beispielsweise kann es sich dabei um ein feinteiliges Pulver mit oder ohne Beschichtung handeln. Alternativ kann das Rohstoffmaterial in Form einer Lösung oder Suspension aufgegeben werden. Dabei erfolgt die Aufgabe des Rohstoffmaterials als Lösung oder Suspension beispielsweise in die Brennkammer.The raw material is in particular given as a solid, for example as an impregnated solid. For example, it can be a finely divided powder with or without a coating. Alternatively, the raw material can be applied in the form of a solution or suspension. The raw material material is introduced as a solution or suspension, for example into the combustion chamber.

Unter einem Reaktionsraum wird insbesondere jenes Anlagen- oder Reaktorraumvolumen, wie beispielsweise Rohr-, Behälter- und/oder Leitungsvolumen, vom Aufgabeort des Rohstoffmaterials bis hin zur Abkühlung des Materials vor einer Abscheidung oder einem Filtern der hergestellten Partikel verstanden.A reaction space is understood to mean, in particular, that plant or reactor space volume, such as, for example, tube, container and / or line volume, from the point at which the raw material is fed to the cooling of the material before the particles are separated or filtered.

In einer möglichen Ausgestaltung der Vorrichtung umfasst die Filteranordnung eine Mehrzahl von Filterelementen.In one possible embodiment of the device, the filter arrangement comprises a plurality of filter elements.

Dabei ist eine Anzahl von strömungstechnisch mit dem Heißgasstrom verbundenen Filterelementen in einer weiteren möglichen Ausgestaltung der Vorrichtung variabel einstellbar, um die Filterfläche in einfacher Weise einzustellen.In a further possible embodiment of the device, a number of filter elements that are fluidically connected to the hot gas flow can be variably adjusted in order to adjust the filter surface in a simple manner.

Zu dieser variablen Einstellung umfasst die Vorrichtung gemäß einer möglichen Weiterbildung zumindest ein Schaltelement zur Herstellung oder Sperrung der strömungstechnischen Verbindung zwischen den Filterelementen und dem Heißgasstrom. Dieses Schaltelement ist beispielsweise derart ausgebildet, dass die Herstellung oder Sperrung der strömungstechnischen Verbindung während eines Betriebs der Vorrichtung erfolgen kann. Somit ist es möglich, dass zunächst ein Filterelement zur Filterung bzw. Abscheidung genutzt wird. Anschließend kann auf ein weiteres Filterelement umgeschaltet werden und die strömungstechnische Verbindung zum zunächst genutzten Filterelement wird gesperrt. Dies ermöglicht eine Entleerung und/oder Reinigung des zunächst genutzten Filterelements, ohne dass eine Unterbrechung des Betriebs der Vorrichtung erforderlich ist. Auch ist es möglich, bei einer Änderung der Beladung und/oder des Volumenstroms mittels des Schaltelements während des Betriebs der Vorrichtung Filterelemente zur Filterfläche hinzuzufügen oder zu sperren und somit ohne Unterbrechung des Betriebs die Filterfläche an eine aktuelle Beladung und/oder einen aktuellen Volumenstrom anzupassen.For this variable setting, the device according to a possible further development comprises at least one switching element for establishing or blocking the fluidic connection between the filter elements and the hot gas flow. This switching element is designed, for example, such that the fluidic connection can be established or blocked during operation of the device. It is therefore possible that a filter element is first used for filtering or separation. You can then switch to another filter element and the fluidic connection to the filter element used initially is blocked. This enables the filter element initially used to be emptied and / or cleaned without having to interrupt the operation of the device. It is also possible to add or block filter elements to the filter surface when the load and / or the volume flow are changed by means of the switching element during operation of the device, and thus to adapt the filter surface to a current load and / or a current volume flow without interrupting operation.

Gemäß einer möglichen Ausgestaltung der Vorrichtung umfasst die Abscheidevorrichtung eine Mehrzahl von Filteranschlüssen zur Aufnahme von jeweils zumindest einem Filterelement, wobei die Filteranschlüsse jeweils zumindest eine Öffnung zum Einsetzen und zur Entnahme des zumindest einen Filterelements umfassen. Diese Ausgestaltung ermöglicht es, die Filterfläche durch Hinzufügung oder Entfernung von Filterelementen aus den Filteranschlüssen an die jeweilige Beladung und/oder den jeweiligen Volumenstrom anzupassen.According to a possible embodiment of the device, the separating device comprises a plurality of filter connections for receiving at least one filter element each, the filter connections each comprising at least one opening for inserting and removing the at least one filter element. This configuration makes it possible to adapt the filter surface to the respective load and / or the respective volume flow by adding or removing filter elements from the filter connections.

Gemäß einer Weiterbildung der Vorrichtung umfasst diese mehrere Verschlusselemente zum Verschließen der Öffnungen und zur Sperrung einer Durchströmung der Filterelemente durch den beladenen Heißgasstrom. Somit kann eine Durchströmung leerer Filteranschlüsse oder mit Filterelementen bestückter Filteranschlüsse mit dem Heißgasstrom in einfacher Weise vermieden werden.According to a development of the device, it comprises a plurality of closure elements for closing the openings and for blocking a flow through the filter elements through the loaded hot gas stream. Flow of empty filter connections or filter connections equipped with filter elements with the hot gas flow can thus be avoided in a simple manner.

In einer möglichen Ausgestaltung der Vorrichtung sind die Filterelemente als Schlauchfilter ausgebildet, welche besonders einfach handhabbar und regenerierbar sind.In one possible embodiment of the device, the filter elements are designed as bag filters, which are particularly easy to handle and regenerate.

In einer möglichen Weiterbildung der Vorrichtung sind die Filterelemente temperaturfest ausgeführt.In one possible development of the device, the filter elements are designed to be temperature-resistant.

In dem Verfahren zur Herstellung von Partikeln, insbesondere von feinteiligen, wie nanoskaligen oder nanokristallinen Partikeln, beispielsweise mit einer mittleren Partikel größe von 10 nm bis wenige Millimeter, aus mindestens einem Rohstoffmaterial mittels der oben genannten Vorrichtung wird in Abhängigkeit einer Beladung und/oder eines Volumens des Heißgasstroms die Filterfläche der Filteranordnung der Abscheidevorrichtung variabel eingestellt.In the process for the production of particles, in particular of finely divided, such as nanoscale or nanocrystalline particles, for example with an average particle size of 10 nm to a few millimeters, from at least one raw material material by means of the above-mentioned device, depending on a load and / or a volume of the hot gas flow, the filter area of the filter arrangement of the separating device is variably set.

Mit dem Verfahren ist es beispielsweise möglich, bei geringer Beladung und/oder geringem Volumenstrom eine relativ geringe Filterfläche einzustellen. Hierdurch kann eine Menge an abgeschiedenen Partikeln je Filterfläche groß gehalten werden, so dass nach einer ersten Belegung, insbesondere unter Nutzung der Schwerkraft, besonders schnell Partikel aus der Abscheidevorrichtung ausgetragen werden können. Gleichzeitig kann eine beispielsweise in der Abscheidevorrichtung zur Unterstützung der Austragung der Partikel verwendete Menge an Gas, beispielsweise Luft, klein gehalten werden und somit die Abscheidevorrichtung kostengünstig ausführt werden. With the method it is possible, for example, to set a relatively small filter area with a low loading and / or low volume flow. As a result, a large number of separated particles per filter area can be kept large, so that particles can be discharged from the separating device particularly quickly after a first loading, in particular using gravity. At the same time, an amount of gas, for example air, used for example in the separating device to support the discharge of the particles can be kept small, and the separating device can thus be made inexpensively.

Bei hoher Beladung und/oder hohem Volumenstrom kann dagegen eine relativ große Filterfläche eingestellt werden, so dass eine hohe Austragungsmenge der Partikel realisierbar ist.With a high load and / or high volume flow, on the other hand, a relatively large filter area can be set, so that a high discharge quantity of the particles can be achieved.

Gemäß einer möglichen Weiterbildung wird zur Einstellung der Filterfläche wird eine Anzahl der strömungstechnisch mit dem Heißgasstrom verbundenen Filterelemente während eines Betriebs der Vorrichtung variabel eingestellt. Somit ist es möglich, dass die Filterfläche ohne Unterbrechung des Betriebs der Vorrichtung an eine aktuelle Beladung und/oder einen aktuellen Volumenstrom angepasst werden kann.According to a possible further development, a number of the filter elements connected to the flow of hot gas in terms of flow technology is variably set during operation of the device. It is thus possible that the filter surface can be adapted to a current load and / or a current volume flow without interrupting the operation of the device.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand von Zeichnungen näher erläutert.Exemplary embodiments of the invention are explained in more detail below with reference to drawings.

Darin zeigen:

  • 1 schematisch ein erstes Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zur Herstellung von Partikeln und
  • 2 schematisch ein zweites Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zur Herstellung von Partikeln.
In it show:
  • 1 schematically a first embodiment of a device for producing particles and
  • 2 schematically shows a second embodiment of an apparatus for producing particles.

Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.Corresponding parts are provided with the same reference symbols in all figures.

1 zeigt ein mögliches erstes Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung PR, insbesondere eines thermischen Reaktors zur Herstellung von feinteiligen Partikeln P, insbesondere von nanoskaligen oder nanokristallinen Partikeln P. Beispielsweise weisen die aus mindestens einem Rohstoffmaterial RM hergestellten Partikel P im Endprodukt eine mittlere Partikel- oder Korngröße von kleiner 10 nm bis wenige Millimeter auf. 1 shows a possible first embodiment of a device PR , in particular a thermal reactor for the production of fine particles P , in particular of nanoscale or nanocrystalline particles P , For example, they have at least one raw material RM Particles P produced in the end product have an average particle or grain size of less than 10 nm to a few millimeters.

Der thermische Reaktor ist beispielhaft als ein Pulsationsreaktor ausgebildet, in welchem in einem pulsierenden, schwingenden Heißgasstrom HGS die Partikel P gebildet werden. Hierzu umfasst der thermische Reaktor einen Brenner 1 und eine sich an den Brenner 1 anschließende Brennkammer 2 zur Erzeugung des pulsierenden Heißgasstroms HGS. Dabei werden Verbrennungsgase VG und zumindest ein Brennstoff BS über eine Zuführung 3 gemeinsam oder separat in den Brenner 1 und über diesen in die Brennkammer 2 eingebracht.The thermal reactor is designed, for example, as a pulsation reactor, in which in a pulsating, oscillating hot gas stream HGS the particles P be formed. For this purpose, the thermal reactor comprises a burner 1 and one goes to the burner 1 subsequent combustion chamber 2 to generate the pulsating hot gas flow HGS , This creates combustion gases VG and at least one fuel BS via a feeder 3 together or separately in the burner 1 and into the combustion chamber 2 brought in.

Als Brennstoff BS wird insbesondere ein brennbares Gas, wie zum Beispiel Erdgas und/oder Wasserstoff, zugeführt. Auch kann ein anderes geeignetes Gas als Brenngas zugeführt werden.As fuel BS a combustible gas such as natural gas and / or hydrogen is supplied in particular. Another suitable gas can also be supplied as fuel gas.

Als Verbrennungsgas VG wird zum Beispiel Umgebungsluft, Sauerstoff, etc. verwendet. Die zugeführten Verbrennungsgase VG und Brennstoffe BS werden beispielsweise in der Brennkammer 2 gezündet. Die daraus resultierende Flamme pulsiert aufgrund einer selbsterregten periodisch-instationären Verbrennung und erzeugt einen pulsierenden Heißgasstrom HGS in der Brennkammer 2. Der pulsierende Heißgasstrom HGS strömt von der Brennkammer 2 strömungsausgangsseitig in einen beispielsweise als Resonanzrohr ausgebildeten Reaktionsraumabschnitt 5.As a combustion gas VG For example, ambient air, oxygen, etc. is used. The combustion gases supplied VG and fuels BS for example in the combustion chamber 2 ignited. The resulting flame pulsates due to self-excited, periodic, transient combustion and generates a pulsating hot gas flow HGS in the combustion chamber 2 , The pulsating hot gas flow HGS flows from the combustion chamber 2 on the flow outlet side into a reaction chamber section, for example in the form of a resonance tube 5 ,

Im Detail werden der Brennstoff BS sowie das notwendige Verbrennungsgas VG gemeinsam, beispielsweise vorgemischt, oder getrennt über den Brenner 1 der Brennkammer 2 zugeführt und dort gezündet. Dabei verbrennen der Brennstoff BS und das Verbrennungsgas VG sehr schnell und erzeugen eine Druckwelle in Richtung des Reaktionsraumabschnitts 5. Durch den geringeren Strömungswiderstand in Richtung des Reaktionsraumabschnitts 5 erfolgt die Ausbreitung einer Druckwelle. Während des akustischen Schwingungsverlaufes wird der Druck in der Brennkammer 2 reduziert, so dass neues Brenngasgemisch oder neuer Brennstoff BS und Verbrennungsgas VG nachströmen kann bzw. können. Dieser Vorgang des Nachströmens durch Druckschwankungen erfolgt selbstregelnd periodisch. Der pulsierende Verbrennungsprozess in der Brennkammer 2 erzeugt den pulsierenden Heißgasstrom HGS, welche durch einen hohen Turbulenzgrad gekennzeichnet ist. Die hohe Strömungsturbulenz und die stetig wechselnde Strömungsgeschwindigkeit verhindern den Aufbau einer isolierenden Gashülle (Grenzschicht) um die sich aus dem Rohstoffmaterial RM, insbesondere einer Rohstoffmischung, bildenden Partikel P, wodurch ein höherer Wärmeübertrag und Stofftransport (zwischen Rohstoff und Heißgas), das heißt eine schnellere Reaktion bei vergleichsweise niedrigeren Temperaturen, möglich ist. Typischerweise liegt die Verweilzeit bei weniger als einer Sekunde bis wenige Sekunden. Zudem erreicht ein besonders großer Anteil der gebildeten Partikel P eine gewünschte sphärische Form. Die schnelle Reaktion führt weiterhin bei der Ausbildung der festen Phase der Partikel P zu einem hohen Anteil an Gitterfehlordnungen (zum Beispiel zu einer nanokristallinen Form) und infolgedessen zu einer hohen Reaktivität der hergestellten Partikel P. Zur Abscheidung der Partikel P als Reaktionsprodukt aus dem Heißgasstrom HGS schließt sich an den Reaktionsraumabschnitt 5 zumindest mittelbar eine geeignete Abscheidevorrichtung 7 für feinteilige Partikel P oder Feinstpartikel an.The fuel will be in detail BS as well as the necessary combustion gas VG together, for example premixed, or separately via the burner 1 the combustion chamber 2 fed and ignited there. The fuel burns BS and the combustion gas VG very quickly and generate a pressure wave in the direction of the reaction space section 5 , Due to the lower flow resistance in the direction of the reaction space section 5 a pressure wave spreads. During the acoustic waveform, the pressure in the combustion chamber 2 reduced, so that new fuel gas mixture or new fuel BS and combustion gas VG can flow in. This process of post-flow due to pressure fluctuations takes place periodically in a self-regulating manner. The pulsating combustion process in the combustion chamber 2 generates the pulsating hot gas flow HGS , which is characterized by a high degree of turbulence. The high flow turbulence and the constantly changing flow velocity prevent the build-up of an insulating gas envelope (boundary layer) around which the raw material is made RM , in particular a raw material mixture, forming particles P , whereby a higher heat transfer and mass transfer (between raw material and hot gas), i.e. a faster reaction at comparatively lower temperatures, is possible. Typically, the dwell time is less than one second to a few seconds. In addition, a particularly large proportion of the particles P formed reaches a desired spherical shape. The rapid reaction continues to lead to the formation of the solid phase of the particles P. high proportion of lattice disorder (for example to a nanocrystalline form) and consequently to a high reactivity of the particles produced P , For the separation of the particles P as a reaction product from the hot gas stream HGS joins the reaction space section 5 at least indirectly a suitable separation device 7 for fine particles P or very fine particles.

Die Frequenz des pulsierenden Heißgasstroms HGS liegt dabei im Hertz-Bereich, insbesondere in einem Bereich von wenigen Hertz, beispielsweise von größer 5 Hz, insbesondere größer 50 Hz, beispielsweise in einem Bereich von 5 Hz bis 350 Hz. Parameter des Heißgasstroms HGS, wie Amplitude und/oder Frequenz der Schwingung, sind dabei einstellbar. Dies kann über die Verbrennungsparameter, wie Brennstoffmenge, Luftmenge, Lufttemperatur, Brennstofftemperatur und/oder Flammentemperatur, Ort der Brennstoff-/Luftaufgabe und/oder über Proportionen und/oder Änderungen dieser von Brennkammer 2, Brenner 1 und/oder Reaktionsraumabschnitt 5 erfolgen.The frequency of the pulsating hot gas flow HGS lies in the Hertz range, in particular in a range of a few Hertz, for example greater than 5 Hz, in particular greater than 50 Hz, for example in a range of 5 Hz to 350 Hz. Parameters of the hot gas flow HGS , such as the amplitude and / or frequency of the vibration, can be set. This can be done via the combustion parameters, such as the amount of fuel, amount of air, air temperature, fuel temperature and / or flame temperature, location of the fuel / air application and / or via proportions and / or changes in the combustion chamber 2 , Burner 1 and / or reaction space section 5 respectively.

Die Brennkammer 2 ist als ein Brennraum ausgebildet, dessen Abmessungen, insbesondere dessen Durchmesser, größer ist als die Abmessungen, insbesondere der Durchmesser, des Reaktionsraumabschnitts 5.The combustion chamber 2 is designed as a combustion chamber whose dimensions, in particular its diameter, are larger than the dimensions, in particular the diameter, of the reaction chamber section 5 ,

Im gezeigten Ausführungsbeispiel nach 1 sind die Brennkammer 2 und der Reaktionsraumabschnitt 5 im Wesentlichen senkrecht zueinander angeordnet. Dabei ist die Brennkammer 2 im Wesentlichen vertikal angeordnet. Der Reaktionsraumabschnitt 5 ist horizontal zur Brennkammer 2 angeordnet. Es ist aber auch jede andere geeignete Anordnung möglich.In the embodiment shown 1 are the combustion chamber 2 and the reaction space section 5 arranged substantially perpendicular to each other. Here is the combustion chamber 2 arranged essentially vertically. The reaction space section 5 is horizontal to the combustion chamber 2 arranged. However, any other suitable arrangement is also possible.

Zwischen der Brennkammer 2 und dem Reaktionsraumabschnitt 5 kann ein Bogenelement angeordnet sein, welches die Brennkammer 2 und den Reaktionsraumabschnitt 5 strömungstechnisch verbindet.Between the combustion chamber 2 and the reaction space section 5 can be arranged an arc element which the combustion chamber 2 and the reaction space section 5 fluidly connects.

Darüber hinaus ist mindestens ein Aufgabeort AO zur Aufgabe von Rohstoffmaterial RM, im Folgenden als Rohstoffmaterialaufgabe bezeichnet, vorgesehen.In addition, there is at least one posting location AO to abandon raw material RM , hereinafter referred to as raw material feed.

Die Aufgabe des Rohstoffmaterials RM erfolgt in einer möglichen Ausführungsform am oberen Ende der Brennkammer 2, insbesondere am Übergang von Brennkammer 2 zum Reaktionsraumabschnitt 5. Insbesondere erfolgt die Aufgabe des Rohstoffmaterials RM in den Heißgasstrom HGS in Strömungsrichtung R und parallel zu dieser.The task of the raw material RM in one possible embodiment takes place at the upper end of the combustion chamber 2 , especially at the transition from the combustion chamber 2 to the reaction space section 5 , In particular, the raw material material is used RM into the hot gas flow HGS in the direction of flow R and parallel to this.

Im Fall einer Aufgabe des Rohstoffmaterials RM, insbesondere einer Lösung oder einer Suspension, bereits in der Brennkammer 2 kann die Brennkammer 2 selbst einen Reaktionsraum bilden. Im Allgemeinen findet in der Brennkammer 2 die Verbrennung statt und die Erzeugung des pulsierenden Heißgasstroms HGS. Demgegenüber findet im Reaktionsraumabschnitt 5 üblicherweise keine Verbrennung des Brennstoffes BS mehr statt. Es ist aber auch möglich, insbesondere am Eingang des Reaktionsraumabschnitts 5 und somit im Bereich des oberen Endes der Brennkammer 2 zusätzlich Brennstoff BS und/oder Verbrennungsgas VG als Zwischenfeuerung zuzuführen. Ebenso ist es möglich, am oberen Ende der Brennkammer 2 Rohstoffmaterial zuzuführen. In diesem Fall bildet die Brennkammer 2 auch einen Reaktionsraum, da dort ebenfalls Material behandelt wird.In case of abandonment of the raw material RM , in particular a solution or a suspension, already in the combustion chamber 2 can the combustion chamber 2 form a reaction space themselves. Generally takes place in the combustion chamber 2 the combustion takes place and the generation of the pulsating hot gas flow HGS , In contrast, takes place in the reaction space section 5 usually no combustion of the fuel BS more instead. However, it is also possible, in particular at the entrance of the reaction space section 5 and thus in the area of the upper end of the combustion chamber 2 additional fuel BS and / or combustion gas VG to be fed as intermediate firing. It is also possible at the top of the combustion chamber 2 Feed raw material. In this case, the combustion chamber forms 2 also a reaction room, since material is also treated there.

Dem Reaktionsraumabschnitt 5 ist zumindest mittelbar, beispielsweise über eine Ausgangsleitung, die Abscheidevorrichtung 7 nachgeschaltet. Das Rohstoffmaterial RM wird mittels des Heißgasstroms HGS vom Aufgabeort AO über den Reaktionsraumabschnitt 5 unter Bildung der Partikel P zu der Abscheidevorrichtung 7 geführt und transportiert. Die Abscheidevorrichtung 7 ist beispielsweise ein Fliehkraftabscheider und/oder ein Schwerkraftabscheider und/oder ein Filter, insbesondere ein Heißgasfilter. Aus der Abscheidevorrichtung 7 werden die gefertigten Partikel P abgeschieden.The reaction space section 5 is the separation device at least indirectly, for example via an output line 7 downstream. The raw material RM is by means of the hot gas flow HGS from the place of posting AO over the reaction space section 5 forming the particles P to the separator 7 managed and transported. The separator 7 is, for example, a centrifugal separator and / or a gravity separator and / or a filter, in particular a hot gas filter. From the separator 7 the produced particles P are separated.

Ein Betrieb der Abscheidevorrichtung 7 und ein Aufwand zum Ausbringen der Partikel P aus dieser sind abhängig von einer Beladung und einem Volumen des Heißgasstroms HGS. So ist beispielsweise ein Aufwand eines Austrags abhängig von der Belegung, d. h. einer Schichtdicke der innerhalb der Abscheidevorrichtung 7 abgeschiedenen Partikel P auf einem Filtermedium, da sich diese erst ab einer Mindestschichtdicke innerhalb der Abscheidevorrichtung 7 durch Schwerkraft lösen und aus diesem austreten. Bei geringerer Belegung, d. h. geringeren Schichtdicken, ist eine Unterstützung des Austrags, beispielsweise durch eine nicht näher dargestellte, mit der Abscheidevorrichtung 7 gekoppelte Vorrichtung erforderlich.Operation of the separator 7 and an effort to deploy the particles P from this are dependent on a load and a volume of the hot gas flow HGS , For example, the expense of a discharge depends on the occupancy, ie a layer thickness within the separating device 7 deposited particles P on a filter medium, as this only occurs within the separator from a minimum layer thickness 7 loosen by gravity and emerge from it. With a lower occupancy, ie lower layer thicknesses, the discharge is supported, for example by a separator (not shown in more detail) 7 coupled device required.

Um einen Betrieb der Abscheidevorrichtung 7 an eine jeweilige Beladung und/oder ein Volumen des Heißgasstroms HGS, im Folgenden als Volumenstrom bezeichnet, anzupassen, umfasst die Abscheidevorrichtung 7 eine Filteranordnung 8, deren Filterfläche variabel einstellbar ist. Die Filteranordnung 8 ist derart ausgebildet, dass an der Filterfläche die gefertigten Partikel P abgeschieden werden.To operate the separator 7 to a respective load and / or a volume of the hot gas flow HGS , hereinafter referred to as volume flow, to adapt, comprises the separating device 7 a filter arrangement 8th , whose filter area is variably adjustable. The filter arrangement 8th is designed such that the particles produced on the filter surface P be deposited.

Im dargestellten Ausführungsbeispiel umfasst die Filteranordnung 8 zu dieser variablen Einstellung der Filterfläche beispielsweise eine Mehrzahl von Filterelementen 9.1 bis 9.n, welche beispielsweise als so genannte Filterkassetten ausgebildet sind. Dabei ist eine Anzahl von strömungstechnisch mit dem Heißgasstrom HGS, d. h. dem Reaktionsraumabschnitt 5, verbundenen Filterelementen 9.1 bis 9.n variabel einstellbar. Hierzu umfasst die Vorrichtung PR beispielsweise ein Schaltelement 10 zur Herstellung oder Sperrung der strömungstechnischen Verbindung zwischen den Filterelementen 9.1 bis 9.n und dem Heißgasstrom HGS.In the exemplary embodiment shown, the filter arrangement comprises 8th for this variable setting of the filter surface, for example, a plurality of filter elements 9.1 to 9.n. , which are designed, for example, as so-called filter cassettes. There are a number of fluidics with the hot gas flow HGS , ie the reaction space section 5 , connected filter elements 9.1 to 9.n. variably adjustable. For this purpose, the device comprises PR for example a switching element 10 for establishing or blocking the fluidic connection between the filter elements 9.1 to 9.n. and the hot gas flow HGS ,

Das Schaltelement 10 ist beispielsweise als so genannter Schieber ausgebildet, mittels welchem die Filterelemente 9.1 bis 9.n einzeln strömungstechnisch mit dem Heißgasstrom HGS verbindbar oder von diesem sperrbar sind. Auch kann das Schaltelement 10 mehrere Ventile zur Öffnung oder zur Sperrung der strömungstechnischen Verbindung umfassen. In nicht näher dargestellten Ausführungsbeispielen können auch mehrere Schaltelemente 10 zur Herstellung oder Sperrung der strömungstechnischen Verbindung vorgesehen sein.The switching element 10 is designed, for example, as a so-called slide, by means of which the filter elements 9.1 to 9.n. individually flow-wise with the hot gas flow HGS can be connected or blocked by this. The switching element can also 10 comprise several valves for opening or blocking the fluidic connection. Several switching elements can also be used in exemplary embodiments that are not shown in detail 10 be provided for establishing or blocking the fluidic connection.

Die Ausbildung der Vorrichtung PR gemäß dem dargestellten Ausführungsbeispiel ermöglicht die Herstellung oder Sperrung der strömungstechnischen Verbindung während eines Betriebs der Vorrichtung PR. Hierbei kann die Anzahl aktiver Filterelemente 9.1 bis 9.n während des Betriebs der Vorrichtung PR durch entsprechende Betätigung des Schaltelements 10 eingestellt werden.The formation of the device PR According to the illustrated embodiment, the fluidic connection can be established or blocked during operation of the device PR , Here, the number of active filter elements 9.1 to 9.n. during the operation of the device PR by appropriate actuation of the switching element 10 can be set.

Beispielsweise kann zunächst ein Filterelement 9.1 zur Filterung bzw. Abscheidung genutzt werden. Anschließend kann auf ein weiteres Filterelement 9.2 bis 9.n umgeschaltet werden und die strömungstechnische Verbindung zum zunächst genutzten Filterelement 9.1 wird gesperrt. Dies ermöglicht eine Entleerung und/oder Reinigung des zunächst genutzten Filterelements 9.1, ohne dass eine Unterbrechung des Betriebs der Vorrichtung 1 erforderlich ist. Auch ist es möglich, bei einer Änderung der Beladung und/oder des Volumenstroms mittels des Schaltelements 10 während des Betriebs der Vorrichtung PR Filterelemente 9.1 bis 9.n zur Filterfläche hinzuzufügen oder zu sperren und somit ohne Unterbrechung des Betriebs die Filterfläche an eine aktuelle Beladung und/oder einen aktuellen Volumenstrom anzupassen.For example, a filter element can be used first 9.1 can be used for filtering or separation. You can then click on another filter element 9.2 to 9.n. are switched and the fluidic connection to the filter element used initially 9.1 is blocked. This enables the filter element initially used to be emptied and / or cleaned 9.1 without interrupting the operation of the device 1 is required. It is also possible to change the loading and / or the volume flow by means of the switching element 10 during the operation of the device PR filter elements 9.1 to 9.n. add or block to the filter surface and thus adapt the filter surface to a current load and / or a current volume flow without interrupting operation.

2 zeigt ein mögliches zweites Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung PR, insbesondere eines thermischen Reaktors zur Herstellung von feinteiligen Partikeln P, insbesondere von nanokristallinen Partikeln P. Die Funktionsweise der Vorrichtung PR entspricht dabei der Funktionsweise des in 1 dargestellten ersten Ausführungsbeispiels der Vorrichtung PR mit dem Unterschied, dass die Filteranordnung 8 der Abscheidevorrichtung 7 eine Mehrzahl von Filteranschlüssen 11.1 bis 11.m zum Anschluss von jeweils zumindest einem Filterelement 9.1 bis 9.n umfasst. 2 shows a possible second embodiment of a device PR , in particular a thermal reactor for the production of finely divided particles P, in particular nanocrystalline particles P. The mode of operation of the device PR corresponds to the functioning of the in 1 illustrated first embodiment of the device PR with the difference that the filter arrangement 8th the separator 7 a plurality of filter connections 11.1 to 11.M for connecting at least one filter element 9.1 to 9.n. includes.

In einer möglichen Ausgestaltung ist in der Filteranordnung 8 eine Seite des mit Partikeln P beladenen Heißgases von einer Seite des reinen Abgases durch eine Wand getrennt. Beispielsweise sind in dieser Wand Aussparungen oder Aufnahmen für eine Befestigung von Filterelementen 9.1 bis 9.n ausgebildet. Werden aus Anpassungsgründen weniger Filterelemente 9.1 bis 9.n benötigt, so können diese Aussparungen bzw. Aufnahmen mit speziell dafür ausgebildeten Verschlusselementen 12.1 bis 12.z, beispielsweise so genannten Blindscheiben oder Blinddeckeln, verschlossen werden.In one possible embodiment, the filter arrangement 8th a side of the hot gas loaded with particles P is separated from a side of the pure exhaust gas by a wall. For example, there are recesses or receptacles in this wall for fastening filter elements 9.1 to 9.n. educated. Fewer filter elements for adaptation reasons 9.1 to 9.n. needed, these recesses or receptacles with specially designed locking elements 12.1 to 12.z , for example so-called blind disks or blind covers, are closed.

Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Filteranschlüsse 11.1 bis 11.m beispielsweise zum Anschluss von Filterelementen 9.1 bis 9.n ausgebildet, welche so genannte Schlauchfilter sind.In the exemplary embodiment shown, the filter connections are 11.1 to 11.M for example for connecting filter elements 9.1 to 9.n. trained, which are so-called bag filters.

Dabei umfassen die Filteranschlüsse 11.1 bis 11.m jeweils zumindest eine Öffnung O1 bis Om zum Einsetzen und zur Entnahme der Filterelemente 9.1 bis 9.n.The filter connections include 11.1 to 11.M at least one opening each O1 to Om for inserting and removing the filter elements 9.1 to 9.n. ,

Zum Einsetzen eines Filterelements 9.1 bis 9.n wird beispielsweise ein Gehäuse der Abscheidevorrichtung 7 geöffnet und das entsprechende Filterelement 9.1 bis 9.n wird in eine Öffnung O1 bis Om und am entsprechenden Filteranschluss 11.1 bis 11.m angeschlossen. Eine Entnahme des Filterelements 9.1 bis 9.n erfolgt ebenfalls durch die entsprechende Öffnung O1 bis Om. Auf diese Weise ist es möglich, durch die Anzahl der in den Filteranschlüssen 11.1 bis 11.m verwendeten Filterelemente 9.1 bis 9.n die Filterfläche anzupassen.For inserting a filter element 9.1 to 9.n. For example, a housing of the separator 7 opened and the corresponding filter element 9.1 to 9.n. will be in an opening O1 to Om and at the corresponding filter connection 11.1 to 11.M connected. Removal of the filter element 9.1 to 9.n. also takes place through the corresponding opening O1 to Om. In this way it is possible by the number in the filter connections 11.1 to 11.M filter elements used 9.1 to 9.n. adjust the filter area.

Um zu vermeiden, dass der Heißgasstrom HGS durch Filteranschlüsse 11.1 bis 11.m geführt wird, in welchen keine Filterelemente 9.1 bis 9.n angeordnet sind und somit keine Abscheidung der Partikel P möglich ist, werden Öffnungen O1 bis Om der leeren Filteranschlüsse 11.1 bis 11.m jeweils mit einem Verschlusselement 12.1 bis 12.z verschlossen, um eine Sperrung einer Durchströmung der Öffnungen O1 bis Om durch den beladenen Heißgasstrom HGS zu realisieren. Die Verschlusselemente 12.1 bis 12.z sind beispielsweise als Stopfen oder Blinddeckel ausgebildet.To avoid the hot gas flow HGS through filter connections 11.1 to 11.M out in which no filter elements 9.1 to 9.n. are arranged and therefore no separation of the particles P openings are possible O1 to Om of the empty filter connections 11.1 to 11.M each with a closure element 12.1 to 12.z closed to block a flow through the openings O1 to Om through the loaded hot gas flow HGS to realize. The closure elements 12.1 to 12.z are designed, for example, as plugs or blind covers.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Brennerburner
22
Brennkammercombustion chamber
33
Zuführungfeed
55
ReaktionsraumabschnittReaction chamber section
77
Abscheidevorrichtungseparating
88th
FilteranordnungA filter assembly
9.1 bis 9.n9.1 to 9.n.
Filterelementfilter element
10 10
Schaltelementswitching element
11.1 bis 11.m11.1 to 11.m
Filteranschlussfilter connection
12.1 bis 12.z12.1 to 12.z.
Verschlusselement closure element
AOAO
AufgabeortAufgabeort
BSBS
Brennstofffuel
HGSHGS
HeißgasstromHot gas stream
O1 bis OmO1 to Om
Öffnungopening
PRPR
Vorrichtungcontraption
RR
Strömungsrichtungflow direction
RMRM
RohstoffmaterialRaw material material
VGVG
Verbrennungsgascombustion gas

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of documents listed by the applicant has been generated automatically and is only included for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

  • WO 02/072471 A2 [0006]WO 02/072471 A2 [0006]
  • DE 102004044266 A1 [0006]DE 102004044266 A1 [0006]

Claims (10)

Vorrichtung (PR) zur Herstellung von Partikeln (P), insbesondere von feinteiligen, wie nanoskaligen oder nanokristallinen Partikeln (P), beispielsweise mit einer mittleren Partikelgröße von 10 nm bis wenige Millimeter, aus mindestens einem Rohstoffmaterial (RM), - mit mindestens einem Brenner (1) und eine sich an den Brenner (1) anschließende Brennkammer (2) zur Erzeugung eines pulsierenden Heißgasstroms (HGS), - mit einem einer Materialaufgabe nachgeschalteten Reaktionsraumabschnitt (5) und - mit einer dem Reaktionsraumschnitt (5) zumindest mittelbar nachgeschalteten Abscheidevorrichtung (7) zur Abscheidung gebildeter Partikel (P) aus dem Heißgasstrom (HGS), - wobei die Abscheidevorrichtung (7) eine Filteranordnung (8) umfasst, deren Filterfläche variabel einstellbar ist.Device (PR) for producing particles (P), in particular of finely divided, such as nanoscale or nanocrystalline particles (P), for example with an average particle size of 10 nm to a few millimeters, from at least one raw material (RM), - With at least one burner (1) and a combustion chamber (2) adjoining the burner (1) for generating a pulsating hot gas flow (HGS), - With a reaction chamber section (5) downstream of a material task and - With a separation device (7) at least indirectly connected to the reaction chamber section (5) for separating formed particles (P) from the hot gas stream (HGS), - The separating device (7) comprises a filter arrangement (8), the filter surface of which is variably adjustable. Vorrichtung (PR) nach Anspruch 1, wobei der Reaktionsraumabschnitt (5) ein Resonanzrohr umfasst.Device (PR) after Claim 1 , wherein the reaction space section (5) comprises a resonance tube. Vorrichtung (PR) nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Filteranordnung (8) eine Mehrzahl von Filterelementen (9.1 bis 9.n) umfasst.Device (PR) after Claim 1 or 2 , wherein the filter arrangement (8) comprises a plurality of filter elements (9.1 to 9.n). Vorrichtung (PR) nach Anspruch 3, wobei eine Anzahl von strömungstechnisch mit dem Heißgasstrom (HGS) verbundenen Filterelementen (9.1 bis 9.n) variabel einstellbar ist.Device (PR) after Claim 3 , wherein a number of filter elements (9.1 to 9.n) connected to the flow of hot gas (HGS) can be variably adjusted. Vorrichtung (PR) nach Anspruch 4, umfassend zumindest ein Schaltelement zur Herstellung oder Sperrung der strömungstechnischen Verbindung zwischen den Filterelementen (9.1 bis 9.n) und dem Heißgasstrom (HGS).Device (PR) after Claim 4 , comprising at least one switching element for establishing or blocking the fluidic connection between the filter elements (9.1 to 9.n) and the hot gas flow (HGS). Vorrichtung (PR) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, - wobei die Filteranordnung (8) eine Mehrzahl von Filteranschlüssen (11.1 bis 11.m) zur Aufnahme von jeweils zumindest einem Filterelement (9.1 bis 9.n) umfasst, - wobei die Filteranschlüsse (11.1 bis 11.m) jeweils zumindest eine Öffnung (O1 bis Om) zum Einsetzen und zur Entnahme des zumindest einen Filterelements (9.1 bis 9.n) umfassen.Device (PR) according to one of the preceding claims, - The filter arrangement (8) comprises a plurality of filter connections (11.1 to 11.m) for receiving at least one filter element (9.1 to 9.n), - The filter connections (11.1 to 11.m) each comprise at least one opening (O1 to Om) for inserting and removing the at least one filter element (9.1 to 9.n). Vorrichtung (PR) nach Anspruch 6, umfassend mehrere Verschlusselemente (12.1 bis 12.z) zum Verschließen der Öffnungen (O1 bis Om) und/oder zur Sperrung einer Durchströmung der Filterelemente (9.1 bis 9.n) durch den beladenen Heißgasstrom (HGS).Device (PR) after Claim 6 , comprising a plurality of closure elements (12.1 to 12.z) for closing the openings (O1 to Om) and / or for blocking a flow through the filter elements (9.1 to 9.n) by the loaded hot gas stream (HGS). Vorrichtung (PR) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Filterelemente (9.1 bis 9.n) als Schlauchfilter ausgebildet sind.Device (PR) according to one of the preceding claims, wherein the filter elements (9.1 to 9.n) are designed as a bag filter. Verfahren zur Herstellung von Partikeln (P), insbesondere von feinteiligen, wie nanoskaligen oder nanokristallinen Partikeln (P), beispielsweise mit einer mittleren Partikel größe von 10 nm bis wenige Millimeter, aus mindestens einem Rohstoffmaterial (RM) mittels einer Vorrichtung (PR) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei in Abhängigkeit einer Beladung und/oder eines Volumens des Heißgasstroms (HGS) die Filterfläche der Filteranordnung (8) der Abscheidevorrichtung (7) variabel eingestellt wird.Process for the production of particles (P), in particular of finely divided, such as nanoscale or nanocrystalline particles (P), for example with an average particle size of 10 nm to a few millimeters, from at least one raw material (RM) by means of a device (PR) according to one of the preceding claims, the filter area of the filter arrangement (8) of the separating device (7) being variably set as a function of a load and / or a volume of the hot gas stream (HGS). Verfahren nach Anspruch 9, wobei eine Anzahl strömungstechnisch mit dem Heißgasstrom (HGS) verbundener Filterelemente (9.1 bis 9.n) während eines Betriebs der Vorrichtung (PR) variabel eingestellt wird.Procedure according to Claim 9 , A number of filter elements (9.1 to 9.n) connected to the hot gas flow (HGS) in terms of flow technology being variably set during operation of the device (PR).
DE102018211639.3A 2018-07-12 2018-07-12 Device and method for producing particles Pending DE102018211639A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102018211639.3A DE102018211639A1 (en) 2018-07-12 2018-07-12 Device and method for producing particles

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102018211639.3A DE102018211639A1 (en) 2018-07-12 2018-07-12 Device and method for producing particles

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102018211639A1 true DE102018211639A1 (en) 2020-01-16

Family

ID=69226586

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102018211639.3A Pending DE102018211639A1 (en) 2018-07-12 2018-07-12 Device and method for producing particles

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102018211639A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102020204200A1 (en) 2020-03-31 2021-09-30 Glatt Ingenieurtechnik Gesellschaft mit beschränkter Haftung Reactor system and method for producing and / or treating particles

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2827926C2 (en) * 1977-06-29 1987-12-23 Flaekt Ab, Nacka, Se
WO2002072471A2 (en) 2001-03-13 2002-09-19 Merck Patent Gmbh Method for producing multinary metal oxide powders in a pulsed reactor
DE102004044266A1 (en) 2004-09-10 2006-03-30 Umicore Ag & Co. Kg Process for the preparation of alkali metal-containing, multi-component metal oxide compounds and metal oxide compounds prepared therewith
DE102007003744A1 (en) * 2007-01-19 2008-07-31 Ibu-Tec Advanced Materials Gmbh Reactor, for the production of nano particles, has a pulsed hot gas stream fed into the reaction zone with an adjustable frequency
DE102008006607A1 (en) * 2008-01-30 2009-08-06 Ibu-Tec Advanced Materials Ag Process for the preparation of finely divided particles

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2827926C2 (en) * 1977-06-29 1987-12-23 Flaekt Ab, Nacka, Se
WO2002072471A2 (en) 2001-03-13 2002-09-19 Merck Patent Gmbh Method for producing multinary metal oxide powders in a pulsed reactor
DE102004044266A1 (en) 2004-09-10 2006-03-30 Umicore Ag & Co. Kg Process for the preparation of alkali metal-containing, multi-component metal oxide compounds and metal oxide compounds prepared therewith
DE102007003744A1 (en) * 2007-01-19 2008-07-31 Ibu-Tec Advanced Materials Gmbh Reactor, for the production of nano particles, has a pulsed hot gas stream fed into the reaction zone with an adjustable frequency
DE102008006607A1 (en) * 2008-01-30 2009-08-06 Ibu-Tec Advanced Materials Ag Process for the preparation of finely divided particles

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102020204200A1 (en) 2020-03-31 2021-09-30 Glatt Ingenieurtechnik Gesellschaft mit beschränkter Haftung Reactor system and method for producing and / or treating particles

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1927394B1 (en) Method and thermal reactor for creating particles
DE3306483C2 (en)
DE102018205152A1 (en) Process and reactor for the production of particles
DE102020000501A1 (en) Passivation of filter residues
EP3981493A1 (en) Particle filter
DE102007003744A1 (en) Reactor, for the production of nano particles, has a pulsed hot gas stream fed into the reaction zone with an adjustable frequency
EP4065252A1 (en) Method for intermittently cleaning a filter, and filter device for a metal printing device
DE102018211639A1 (en) Device and method for producing particles
WO2021254783A1 (en) Filter device for an additive manufacturing device
EP3700655A1 (en) Coalescence separator, in particular for use in a crankcase ventilation system, crankcase ventilation system and use of a coalescence separator
EP2462398A1 (en) Method and device for cooling a fine grained solid bulk while exchanging the open space gas contained therein simultaneously
DE102018211641A1 (en) Device and method for producing particles
DE102018211650A1 (en) Particle manufacturing apparatus
EP0482505A1 (en) Vortex-filter combination for the separation of solids dispersed in gases or in vapours
DE102018211635A1 (en) Particle manufacturing apparatus
DE102017126363A1 (en) Apparatus and method for producing a zeolite
DE102017126365A1 (en) Apparatus and method for producing a zeolite
DE10126048B4 (en) Device for cleaning dust-laden raw gases
DE102018211628A1 (en) Particle manufacturing apparatus
DE202011002037U1 (en) dedusting
DE102019210282A1 (en) Particle manufacturing apparatus
DE102018211645A1 (en) Particle manufacturing apparatus
DE19710431C2 (en) Process for cleaning filters loaded with dust or aerosol particles
WO2020225425A1 (en) Device for thermally treating a raw material in a pulsating hot gas flow
DE102016209184A1 (en) Device for separating exhaust gases containing particles

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed
R016 Response to examination communication